GUC Meminta Partner AWS proteanTecs untuk Meningkatkan Keandalan dan Kualitas ASIC dalam Skala Besar

Global Unichip Corporation (GUC) membantu perusahaan sistem dan semikonduktor mengembangkan sirkuit terpadu khusus aplikasi (ASIC) atau microchip. Setiap generasi ASIC memiliki desain yang lebih kompleks dan menggunakan proses semikonduktor yang lebih canggih sehingga target kualitasnya lebih sulit dicapai. Terlebih lagi, ASIC akan menjadi komponen dalam sistem pusat data yang sangat mengutamakan waktu aktif dan keandalan. Untuk mengatasi tantangan ini, GUC bekerja sama dengan Partner Teknologi Amazon Web Services (AWS) Select proteanTecs yang menggunakan deep data dan machine learning untuk memprediksi kegagalan perangkat elektronik. Solusi perangkat lunaknya dapat memantau kinerja ASIC, bahkan ketika ASIC beroperasi di lapangan, tanpa waktu henti atau gangguan pada sistem. 

"Untuk mempercepat pemberian umpan balik kepada GUC terkait data yang sangat banyak, proteanTecs menggunakan AWS demi mencapai skalabilitas dan fleksibilitas guna mendukung beban kerja komputasi performa tinggi yang menjalankan jutaan simulasi tiap hari," kata Yuval Bonen, salah satu pendiri dan wakil direktur perangkat lunak di proteanTecs. Melalui platform analitik proteanTecs yang didukung AWS, pelanggan GUC dapat memantau ASIC dengan cermat untuk mendeteksi dan mengatasi kegagalan silikon.

GUC berfokus pada desain, pengembangan kekayaan intelektual (IP) antarmuka, dan manajemen manufaktur ASIC oleh pemegang saham utamanya, Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC). Produsen semikonduktor global berskala besar ini memproduksi 10.761 produk menggunakan 272 teknologi untuk 499 pelanggan pada tahun 2019. "Kami mengadopsi proses semikonduktor baru, teknologi perakitan baru, dan antarmuka baru sebelum para pelanggan mengirimkan proyek mereka kepada kami," kata Igor Elkanovich, Chief Technology Officer di GUC. "Kami bekerja bersama TSMC, jadi saat teknologinya masih dikembangkan, kami sudah mulai mengadopsinya dan mengembangkan kekayaan intelektual (IP) secara bersamaan. Pada saat teknologi TSMC tersedia untuk pelanggan, IP telah terbukti silikon dan menjadi bagian dari alur pengembangan GUC." 

Setiap kali GUC merilis generasi baru ASIC, desain dan prosesnya menjadi makin kompleks. "Kami telah melipatgandakan jumlah transistor, kompleksitas chip, serta kekuatan pemrosesan berkali-kali, dan revolusi terbaru dalam teknologi pengemasan canggih memungkinkan kami merakit banyak die yang berbeda secara bersamaan dalam satu paket sirkuit terpadu yang heterogen," ungkap Elkanovich. Sirkuit fungsional besar dibuat menggunakan beberapa die silikon. "Ada interkoneksi yang padat antar-die untuk menghadirkan bandwidth dan kinerja yang tinggi bagi para pelanggan kami," kata Elkanovich. "Mereka menginginkan keandalan karena sebagian besar ASIC akan digunakan untuk hal-hal yang sangat penting, seperti di pusat data yang berkembang dengan pesat. Jika sudah berkembang, dampak dari setiap kegagalan yang terjadi akan bertambah buruk. Kami ingin mengembangkan desain yang paling kompleks seraya meningkatkan keandalan. Ini adalah tantangan yang kami atasi dengan proteanTecs." 

GUC bekerja bersama proteanTecs untuk menggabungkan data dari teknologi Universal Chip Telemetry yang tersemat dalam ASIC dengan kecerdasan buatan prediktif dan analitik data, menggunakan sistem cloud proteanTecs di AWS, guna melacak dan memperbaiki kesalahan pada silikon yang dapat menyebabkan kegagalan sistem. Dengan mengambil langkah-langkah ini, GUC dan proteanTecs dapat meningkatkan kualitas dan keandalan ASIC GUC.

proteanTecs menjalankan beban kerja komputasi performa tingginya di Instans Spot Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) yang didukung prosesor Intel Xeon. Sistem orkestrasi kontainer Kubernetes miliknya juga berjalan di instans Amazon EC2. Setiap kali lonjakan beban kerja terjadi, klaster Kubernetes proteanTecs memicu permintaan untuk menambah jumlah Instans Spot sehingga mereka dapat memproses beban kerja itu dengan mudah. Dengan menggunakan Instans Spot, biaya komputasi perusahaan berkurang sekitar 60 persen. 

proteanTecs juga menggunakan Amazon Relational Database Service (Amazon RDS) untuk menyimpan metadata aplikasi. Amazon RDS memudahkan pengguna untuk menyiapkan, mengoperasikan, dan menskalakan basis data relasional di cloud. Amazon RDS memberikan kapasitas yang hemat biaya dan dapat diubah ukurannya seraya mengotomatiskan tugas administrasi yang memakan waktu, seperti penyediaan perangkat keras, penyiapan basis data, patching, dan pencadangan. Dengan begitu, tim DevOps perusahaan dapat menghemat banyak waktu. 

Privasi data penting bagi GUC. Itulah sebabnya proteanTecs memberinya Amazon Virtual Private Cloud (Amazon VPC) yang dijalankan pada sistemnya sendiri menggunakan AWS. Semua koneksi ke solusi proteanTecs menggunakan jaringan privat virtual, atau saluran tertutup yang aman, sehingga risiko berkurang; dan proteanTecs serta GUC tidak bisa melihat data satu sama lain.

GUC dan proteanTecs pertama kali berkolaborasi untuk kekayaan intelektual (IP) antarmuka memori bandwidth tinggi GUC untuk interkoneksi antar-die 2.5D. Dalam desain tipikal, ASIC menggunakan beberapa komponen memori bandwidth tinggi dengan puluhan ribu jalur yang menghubungkannya. Selama operasi ASIC normal, proteanTecs mengumpulkan data dari Universal Chip Telemetry yang tersemat dalam ASIC dan menganalisis data tersebut untuk menilai integritas sinyal jalur-jalur itu di lapangan. Jika proteanTecs mendeteksi penurunan kualitas jalur yang dapat menimbulkan kesalahan di masa depan, sistem akan menggantinya dengan jalur redundan yang telah diinstal sebelumnya pada siklus pemeliharaan berikutnya. Tindakan ini dapat memperpanjang siklus hidup ASIC, mencegah kegagalan sistem, dan menghindari penggantian sistem gagal yang mahal untuk pusat data pelanggan. Seluruh proses ini diselesaikan tanpa waktu henti atau gangguan pada operasi normal yang dilakukan pelanggan. 

Sebelumnya, GUC memantau ASIC selama proses produksi. Kini bersama proteanTecs, mereka bisa mendapatkan visibilitas serta kemudahan perbaikan di lapangan. "Sebelumnya, kami hanya memiliki visibilitas yang terbatas tentang apa yang terjadi di ASIC," kata Elkanovich. "Setelah menambahkan solusi proteanTecs, kami mendapat perspektif yang benar-benar berbeda. Kini kami mampu mengamati dan mengatasi dampak nyata yang tidak dapat kami lihat sebelumnya."

GUC dan proteanTecs berkolaborasi untuk antarmuka generasi berikutnya yang akan dikembangkan menggunakan perakitan die 3DFabric TSMC yang kontras dengan perakitan die bersisian pada generasi 2.5D. Antarmuka ini akan memiliki ratusan ribu jalur antar-die sehingga meningkatkan daya komputasi dan memori di ASIC secara signifikan. "Bahkan pada tahap awal pengembangan, proteanTecs sudah menjadi bagian penting dari mekanisme pemantauan keandalan dan perbaikan kami," kata Elkanovich. "Kini kita dapat mengatasi masalah keandalan di semua tahap pengembangan, dari arsitektur hingga implementasi fisik, bersama-sama." 

Bahkan ketika pusat data pelanggan berkembang dan ASIC menjadi lebih kompleks, GUC akan terus menawarkan pemantauan ASIC prediktif menggunakan solusi yang disediakan oleh Partner AWS proteanTecs. "Menurut beberapa orang, kompleksitas yang meningkat mungkin akan mengurangi keandalan," kata Elkanovich. "Kami menginginkan kebalikannya. Tujuan kami adalah menghadirkan skalabilitas yang lebih tinggi dengan keandalan yang juga lebih tinggi."